2.某轴心受压柱承受轴心压力设计值N=1600kN，采用双轴对称焊接工字形截面如图所示，翼缘为焰切边，钢材为Q235AF，f=2145N/mm2。已知lox=6m，loy=3m，试对该柱进行验算。
表 Q235AF钢b类截面长细比与整体稳
答案是：由题意知lox=6m，loy=3m，f=2145N/mm2
(1)计算截面几何特征（5分）
A=2*200*16+450*10=10900mm2
Ix=(10*4503/12)+2*200*16*2332=4.2338*10^8mm^4
Iy=2*(16*2003/12)=2.133*10^7mm^4
ix=√Ix/A=√4.2338*10^8/10900=197.08mm
iy=√Iy/A=√2.133*10^7/10900=44.24mm
(2)截面验算（5分）
1)强度
因截面无削弱，可不进行强度验算。
2)刚度
λx=lx/ix=600/197.08=30.44<[λ]=150
λy=ly/iy=3000/44.24=67.81<[λ]=150
3)整体稳定验算（5分）
由于翼缘为焰切边，截面对x轴和y轴均为b类，按y轴查表得ψy=0.763
Ο=N/ψA=1600*103/0.768*10900=192.4N/mm2
1.验算图示由三块钢板焊接的工字形截面的对接焊缝。钢材为Q235，手工焊接，焊条为E43型，加引弧板，焊接质量为三级。己知作用在焊缝截面上的弯矩设计值M=150kN.m，剪力设计值V=500kN。（ftw=185N/mm2，fvw=125N
答案是：(1)计算截面几何特征（5分）
Iw=12*3803/12+2*260*16*1982=3.81*10^8mm^4
Ww=3.81*10^8/206=1.849*10^6mm3
Sw=260*16*198+190*12*190/2=1.04*10^6mm3
S₁=206*16*198=8.24*10^5mm3
(2)强度验算（5分）
Οmax=M/Ww=（150*10^6)/（1.89*10^6）=81.12N/mm2
4.梁的设计内答有哪些？
答案是：4.{答案}为了确保安全适用、经济合理，梁在设计时既要考虑承载力的极限状态，又要考虑正常使用的极限状态。前者包括强度、整体稳定和局部稳定，用的是荷载设计值；后者指梁应有一定的抗弯刚度，即在荷载标准值的作用下，梁的最大挠度不超过规范容许值。
3.规范对焊接组合梁腹板加劲肋的布置有哪些要求？
答案是：3.{答案}(1)当h0/tw≤80√(235/fy) 时，对有局部压应力（σc≠0）的梁，应按构造配置横向加劲肋；但对无局部压应力（σc≠0）的梁，可不配置加劲肋。
(2)当h0/tw>80√(235/fy) 时，应配置横向加劲肋，并满
足局部稳定计算要求。(3)当h0/tw>170√(235/fy) 时，（受压翼缘扭转受到约束，如连有刚性铺板、制动板或焊有钢轨时）或h0/tw>150√(235/fy)（受压翼缘扭转未受到约束时）或按计算需要时，应在弯曲应力较大区格的受压区增加配置纵向加劲肋。局部压应力很大的梁，必要时尚宜在受压区配置短加劲肋。 任何情况下h0/tw均不应超过250√235/fy 。
(4)梁的支座处和上翼缘受有较大固定集中荷载处宜设置支承加劲肋。
2.减少焊接应力和焊接变形的方法。
答案是：2.{答案}采用合理的施工顺序，如钢板对接时采用分段焊，厚度方向分层焊，工字形截面采用对角跳焊，钢板分块拼焊；施焊前给构件一个和焊接变形相反的预变形，使构件在焊接后产生的焊接变形与之正好抵消；对于小尺寸焊件，施焊前预热或施焊后回火（加热至600℃左右），然后缓漫冷却，可以消除焊接残余应力。可对构件进行锤打，可减小焊接残余应力。
1.简述焊接连接的优缺点。
答案是：1.{答案}优点是：
(1)不需要在钢板上打眼，既省工省时，又不使材料截面积受到减损，使材料得到充分利用；
(2)任何形状的构件都可直接连接，一般不需要辅助零件。连接构造简单，传力路线短，适用面广；
(3)焊接连接的气密性和水密性都较好，结构刚度也较大，结构的整体性好。
缺点是：
(1)由于高温作用在焊缝附近形成热影响区，钢材的金相组织和机械性能发生变化，材质变脆；
(2)焊接残余应力使结构发生脆性破坏的可能性增大，并降低压杆稳定承载力，同时残余变形还会使构件尺寸和形状发生变化，矫正费工；
(3)焊接结构具有连续性，局部裂缝一经产生便很容易扩展到整体。
5.轴心受压柱柱脚处的剪力由锚栓来承受。（ ）
答案是：5.×
4.有刚性铺板连牢于受压翼缘的热轧型钢梁，不必计算整体稳定和刚度。（ ）
答案是：4.×
3.对承受直接动力荷载的结构来说，采用承压型高强度螺检连接要比采用摩擦型高强度螺栓好。（ ）
答案是：3.×
2.采用焊接连接时，焊条选用应和焊件钢材的强度和性能相适应。（ ）
答案是：2.√
1.对同一钢种，当轧制钢材的厚度或直径增大时，其强度提高，塑性和韧性有所降低( )
答案是：1.×
5.试选组合梁的截面时，梁的高度应根据( )
A.刚度条件确定 B.建筑净空条件确定 C.经济条件确定
D.荷载大小确定 E.抗弯强度确定
答案是：参考答案：ABC
4.现行规范在计算实腹式轴心受压构件临界力时( )
A.考虑了初偏心 B.考虑了初弯曲 C.计入残余应力影响
D.用极限强度理论 E.用边缘屈服准则
答案是：参考答案：BCD
3.受剪普通螺栓连接在以下的破坏形态中，必须经过计算来防止的有( )
A.螺栓杆被剪断 B.板件被挤压破坏 C.构件被拉断
D.板端被剪断 E.栓杆受弯破坏
答案是：参考答案：ABC
2.影响钢材疲劳强度的因素有( )
A.构造状况 B.最大主应力值 C.作用的应力幅
D.循环次数 E.材料的静力强度.
答案是：参考答案：ACD
1.焊接应力对结构( )
A.静力承载力无影响 B.降低结构的刚度 C.降低钢材疲劳强度
D.可能使钢材产生脆性破坏 E.降低受压构件的稳定性
答案是：参考答案：ABCDE
10.柱脚底板的面积取决于基础材料的( )
A.抗拉能力 B.抗压能力 C.抗弯能力 D.抗剪能力
答案是：参考答案：B
9.当梁的整体稳定系数φb>0.6时，说明钢梁在( )
A.弹性阶段失稳 B.塑性阶段失稳
C.弹塑性阶段失稳 D.强化阶段失稳
答案是：参考答案：C
8.梁支座处或上翼缘受有较大固定集中荷载的地方，应设( )
A.横向加劲肋 B.纵向加劲肋 C.短加劲肋 D.支承加劲肋
答案是：参考答案：D
7.格构式轴心受压构件对虚轴用换算长细比目的在于( )
A.增大构件绕虚轴的刚度 B.考虑剪切变形对稳定承载力的影响
C.保证分肢的稳定 D.由等稳定性原则确定缀材的截面或布置
答案是：参考答案：B
6.其他条件相同的轴心受压构件，哪类截面对应的确定承载力最高( )
A.a B.b C.c D.d
答案是：参考答案：A
5.正面角焊缝与侧面焊缝相比( )
A.承载能力和塑性较好 B.承载力较高塑性较差
C.承载能力较低和塑性较好 D.承载能力低塑性较差
答案是：参考答案：B
4.设计中应尽量避免截面突变目的是为了减少( )
A.偏析 B.应力集中 C. 裂纹和起层 D.非金属杂质
答案是：参考答案：B
3.钢中含碳量越高( )
A.强度越高 B.塑性韧性越高
C .塑性越差，韧性越好 D.可焊性越好
答案是：参考答案：A
2.常幅疲劳强度计算中，对非焊接结构计算应力幅为( )
A.△σ=σmax-σmin B.△σ=0.5(σmax-σmin)
C.△σ=σmax-0.7σmin D.△σ=σmax-0.5σmin
答案是：参考答案：C
1.钢结构计算中，实际内力和力学计算结果最符合的原因是( )
A.钢材强度高 B.钢材塑性好
C.钢材韧性好 D.钢材材质均匀
答案是：参考答案：D
2.某工作平台梁的次梁两端简支于主梁上，计算跨度6m，承受均布静力载荷标准值40kN/m，设计值51kN/m（以上均包括梁自重），其钢材为Q235AF，f=215N/mm2，fv=125N/mm2，梁截面初选I40a（Ix=21720cm^
答案是：2.{答案}：
（1）内力计算（5分）
跨中弯矩设计值Mx=1/8ql2=1/8*51*62=229.5kN·m
支座剪力设计值V=1/2ql=1/2*51*6=153kN
（2）（5分）
验算抗弯强度：
Ο=Mx/ΓxWnx=229.5*10^6/1.05*1090*10^3=200.52N/mm2
1.检验图示双盖板连接。受轴心拉力N= 720kN（静荷设计值），材料Q235，f=215N/mm，板件宽240mm，厚16mm，盖板厚10mm，用高强度摩擦型螺栓，8.8级，M20螺孔d0=21mm，预拉力P=110kN，接触面喷沙μ=0
答案是：1.{答案}：
1）单个螺栓设计承载力（5分）
NV=09nfμP=0.9*2*0.45*110=89.1kN
2）螺栓受力（5分）
N₁=N/n=720/9=80kN
l₁/d0=150/21=7.14<15 ∴β=1.0
N₁=80kN<βNbv=89.1kN
满足要求
3）构件截面验算（5分）
N＇=N［1-0.5(n₁/n)］=720*［1-0.5*(3/9)］=600kN
An=t（b-3d0）=16*(240-3*21)=2832mm2
Ο=N＇/An=(600*103)/2832=211.9N/mm2
4.理想轴心受压杆件有哪几种屈曲形式?
答案是：4.{答案}（1）弯曲屈曲：屈曲时柱只绕其截面的一个主轴产生弯曲变形；（2）扭转屈曲：屈曲时柱截面只绕其纵轴产生扭转变形；（3）弯扭屈曲：屈曲时柱既产生绕截面主轴的弯曲变形，又产生绕纵轴的扭转变形。
3.简述焊接残余应力对结构性能的影响。
答案是：3. {答案}在静力荷载作用下，由于钢材具有一定塑性，焊接残佘应力不会影响结构强度，焊接残余应力会降低结构的刚度；降低压杆的稳定承载力；在低温下使裂纹容易发生和发展，加速了构件的脆性破坏倾向；对疲劳强度不利。
2.简述受剪普通螺栓连接在外力作用下的几种可能破坏形式，在设计中如何防止。
答案是：2. {答案}破坏形式有螺性杆被剪断、孔壁被压坏、板被拉断、板端被剪断和螺栓杆弯曲破坏。前三种通过计算保证，后二种通过构造要求保证。
.试说明温度变化对钢材性能的影响
答案是：1. {答案}0℃以上，总的趋势是温度升高，钢材强度和弹性模量降低，塑性增大。100℃以内时，钢材性能变化不大；在250℃左右时，钢材会出现抗拉强度提高、冲击韧性下降的蓝脆现象，温度超过300℃后，屈服点和极限强度下降显著；600℃时强度已很低，不能承担外力。0℃以下，总的趋势是温度降低，钢材强度略有提高，塑性、韧性降低。特别是当温度下降到某一值时，钢材的冲击韧性突然急剧下降，试件发生脆性破坏，这种现象称为低温冷脆现象。
5.轴心受压柱柱脚底板的厚度是由其杭剪强度确定的。（ ）
答案是：5.×
4.轴心受压构件中验算板件的宽厚比是为了保证构件的强度。（ ）
答案是：4. ×
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